医院中的达芬奇

●马昊楠/本刊记者

机器人技术作为人类最伟大的发明之一，自20 世纪60 年代问世以来，历经50余年的发展如今已得到长足的进步。在各个科学领域，人们都能轻易看到机器人的身影，甚至在医学领域，利用不同功能的机器人代替医生进行精密的外科手术也早已不是幻想，其中达芬奇手术机器人便是其中的佼佼者。这个拥有“三头六臂”的金属医生被冠以欧洲文艺复兴时期意大利巨匠的名讳，足见其在外科手术方面的极高造诣。

三头六臂 刺绣拈花

与多数强调定位、引导功能的医学机器人不同，达芬奇手术机器人系统显得更为“强大”与“复杂”。“达芬奇手术机器人是一种高级机器人平台，其设计的初衷是通过使用微创方法，实施复杂的外科手术。”一位亲身使用过达芬奇手术机器人的医生这样说道。达芬奇手术机器人由控制台、机械臂系统及成像系统三部分组成，控制台就如同医生的大脑，主刀医生端坐在控制台中，通过三维成像直接获取患者体内的手术目标位置以及周围组织的三维立体视野。主刀医生操作主控制器和脚踏板控制机械手臂系统，使其按照主刀医生的指令做出相应的动作。

四条机械手臂是达芬奇机器人的核心，其中一条机械手臂是持镜臂，负责持握摄像机系统，依靠三维内窥镜形成三维立体图像，可以将手术视野扩大10 ～20 倍。余下3 条机械手臂是持械臂，负责握持特制的外科手术微器械，较为常见的诸如针持、抓钳、剪刀等，且位置可以自由更换。达芬奇机器人每条机械手臂都有一系列多位置、可旋转的关节，加之特制的微器械，完全可以达到人手的7 个活动自由度，甚至可以做出各种复杂至人手有时也无法完成的动作，如此灵活的机械手臂保证了其在接到主刀医生指令后，能够精确地完成分离、切割、缝合等动作。“前不久达芬奇手术机器人缝合葡萄皮的视频在网络上走红，达芬奇机器人的手臂先是准确的将一颗葡萄的皮划开，而后又完好地将葡萄皮缝合上。足以表明其机械手臂的准确和灵活，不禁让人感叹，一人多高的庞然大物竟能完成如此细致的工作。”

除了拥有灵活的“手臂”，达芬奇手术机器人与肉眼相比“看”得更远，这得益于它强大的视觉系统。达芬奇手术机器人的视觉系统主要由三维内窥镜、摄像机和观察系统组成，它们分别位于持镜臂、成像系统和控制台中。三维内窥镜得到的图像通过成像系统的两台摄像机，传输到主控制台上的观察器中。看似简单的过程却暗藏玄机。“成像系统的两台摄像机产生的略带视差的高清图像，通过观察器，分别传输到主刀医生的左右眼中，最终形成高质量的三维图像，为主刀医生带来最佳的术中视觉效果。”该医生如此说道。

科技感十足的手术体验

不同于传统的手术，利用达芬奇手术机器人，主刀医生的双手摒弃了冰冷的手术刀，转而握住了控制器，以往传出的手术刀、剪的金属声也被现代机器运转的声音所掩盖。“传统手术方式往往会让人有一种紧张感，但操作达芬奇手术机器人，感觉就像是在操作一台‘游戏机’，从某些方面讲主刀医生会轻松很多。”

该医生进一步说，利用达芬奇手术机器人主刀医生会得到极佳的手术视野。达芬奇手术机器人提供的三维影像，使得主刀医生仿佛“身临其境”，不仅提高了准确性，也在一定程度上减轻了手术的难度。“传统的腔镜手术，主刀医生和助手需要配合默契，助手要能准确领会主刀医生的意图，适时调整腔镜角度，即使配合再默契的团队，也无法保证助手与主刀医生之间不出现配合失误，如果助手状态不好，难免会影响手术进程。而利用达芬奇手术机器人，主刀医生想看什么位置，自己就能操作。达芬奇手术机器人有效避免了传统腔镜手术主刀医生和助手出现配合不默契的问题。”

在利用达芬奇手术机器人手术的过程中，主刀医生绝大部分时间是坐在控制台前完成手术的，大大降低了医生的疲劳感。达芬奇手术机器人的机械手臂还安装有稳定装置，具有人手无法比拟的稳定性和精确度，防止了主刀医生因为疲劳所产生的生理抖动。此外，传统的腔镜采用杠杆原理进行操作，比如想使腔镜向左转动，医生需要向右操作器械。尽管经过大量的训练，医生将这种左右转换的过程烂熟于心，但毕竟这个过程没有从根本上发生改变，而达芬奇手术机器人的操作是一致的，主刀医生的手向左，机械手臂也随之向左，避免了一些器械在操作上的限制。

对于患者而言，达芬奇手术机器人由于是通过微创的方法进行手术，因此患者术后创伤小、恢复快，并且手术给患者带来的心理压力也会小很多。当然，即使是使用机器人系统，手术仍然是一个需要医护人员团队合作的任务。术中，主刀医生坐在控制台前冲锋陷阵，助手和护士在一旁协助，麻醉医生则一如既往地为整个手术提供平稳的后盾，监控患者的实时生命体征。而手术机器人，则在医生们的意志下，缓缓移动巨大的操作臂，进行精细的切割缝合。一旦手术结束，医生离开，它就收起操作臂，安静地蜷缩在手术室里。

▲利用达芬奇手术机器人进行手术，有效降低了复杂手术的难度

达芬奇也有遗憾

诚然，任何技术都无法做到完美，达芬奇手术机器人亦是如此。同大多手术机器人一样，达芬奇手术机器人目前缺乏力反馈能力。“传统手术中，主刀医生可以明确感觉到人体组织的弹力，目标对象的软硬等，但这些达芬奇手术机器人目前还做不到。”通俗地讲，主刀医生在使用达芬奇手术机器人进行手术时，无法得到患者的反馈，因此用力的大小全凭经验，这对主刀医生提出了更为严苛的要求。一些无法靠感觉得到的信息，只有通过视觉上的感受进行弥补，例如：如果想判断患者某一组织器官的病变程度，只能通过器械触碰该部位后，组织颜色的变化判断血液循环情况等。

目前，即便达芬奇手术机器人可以应用到临床多个科室，如泌尿科、妇科、心脏外科、胸外科、肝胆外科中的多种手术中，但普及程度却很低。究其原因，主要因为其高昂的手术费用以及达芬奇手术机器人高额的使用成本。医院购进一台达芬奇手术机器人的成本在2000多万元人民币，而与设备配套使用的微器械属于消耗材料，每支仅可以使用10次。每支微器械的价格为6000 ～8000美元，而且每次手术要使用3 ～4 支。“在达芬奇手术机器人中，每一次机器人及器械的使用都在系统中自动记录备案，一次性的耗材必须次次更换，而装在操作臂远端的微器械，在使用10 次后就需要强制性更换。这固然保证了手术的安全性，但与传统手术或普通腔镜手术相比，每次机器人手术仅耗材就要多花费3 ～4 万元人民币。因此，对于普通患者来说，手术费用是一个不小的经济负担。”